ESCOLA TÉCNICA JOAQUIM NABUCOCurso Técnico De Redes De Computadores

AUTORES

Marilene Franklin De Melo

Elton De meloSalomão Silva

Bruno LeonardoArthur marquesCarlos Arthur

CLUSTER

Recife2011

ESCOLA TÉCNICA JOAQUIM NABUCOCurso Técnico De Redes De Computadores

AUTORESMarilene Franklin De Melo

Elton De meloSalomão Silva

Bruno LeonardoArthur marquesCarlos Arthur

CLUSTER

Trabalho apresentada ao Curso Técnico em Redes de computadores.Da Escola Técnica Joaquim Nabuco.Para obtenção da nota referente ao I módulo.

Prof.: Marlon Chalegre

Recife2011

Cluster

Windows Server

ConceitoCluster é definido como um conjunto de computadores, onde dois ou mais

computadores trabalham de maneira conjunta. Os computadores dividem as tarefas de processamento e trabalham como se fosse um único computador.

O que é um Cluster ou ClusteringCluster é o nome dado a um sistema montado com mais de um computador, com

o objetivo de fazer com que todo o processamento da aplicação seja distribuído aos computadores, de uma forma que pareça um só computador.

Cada computador de um cluster é denominado de nó ou nodo. Todos devem ser interconectados e formarem uma rede, de qualquer topologia. Essa rede precisa ter permissão para acréscimo ou retirada de um nó. (em caso de dano, por exemplo). Sem interromper o funcionamento do cluster. O sistema operacional dos computadores na rede deve ser o mesmo, devido à particularidade em cada sistema. Independente do S.O é preciso usar um software que permita a montagem do cluster em si. Esse software vai ser responsável pela distribuição do processamento. É preciso que o software trabalhe de forma que erros e defeitos sejam detectados, oferecendo reparos, sem interromper as atividades do cluster, esse tipo de reparos pode ser controlado através de um equipamento específico, não dependendo apenas do software.

Para que exista, um cluster precisa de pelo menos dois computadores. Evidentemente, quanto mais computadores existir no cluster, maiores serão os custos de implementação e manutenção. Isso não se deve apenas ao preço dos computadores, mas também pelos equipamentos (switches, cabos, hubs, nobreaks, etc.). Mas ainda assim, os custos costumam ser menores do que a aquisição/manutenção de computadores poderosos e algumas vezes o processamento é até mais eficiente (rápido).

Um cluster de servidor pode consistir em até oito nós e pode ser configurado de três formas:

Como um cluster de nó único Como cluster de servidor de dispositivo de quorum único Como cluster de servidor de conjunto de nó principal. Objeto do cluster

Os objetos de cluster são as unidades físicas e lógicas gerenciadas pelo serviço Cluster. Cada objeto é associado a:

Uma ou mais propriedades, ou atributos que definem o objeto e seu comportamento dentro do cluster.

Um conjunto de códigos de controle de cluster usado para manipular as propriedades do objeto.

Um conjunto de funções de gerenciamento de objetos usado para gerenciar o objeto por meio do serviço Cluster.

O que é NLB (Network Load Balancing)?

Network Load Balancing é uma tecnologia de cluster oferecida pela Microsoft como partem de todo o Windows 2000 e Windows Server 2003 sistemas operacionais da família. NLB usa um algoritmo distribuído para trafego de rede equilíbrio entre numero de servidores, ajudando a melhorar a escalabilidade e disponibilidade de missão crítica, serviços baseados em IP, como Networking web, Virtual Private, Media Streaming, Serviços de Terminal, Proxy, etc. Ele também oferece alta disponibilidade através da detecção de falhas de host e redistribuindo automaticamente o tráfego para hosts operacionais.

O serviço de Balanceamento de Carga de Rede (NLB) melhora a disponibilidade e a adaptabilidade de aplicativos de servidor da internet, como aqueles utilizados na web, FTP, Firewall, Proxy VPN e outros servidores de missa crítica.

Resumo

Cluster é um grupo de computadores independente que trabalham juntos para executar um conjunto de aplicações e fornecer imagem de um único sistema para cliente e aplicação.

O serviço de Balanceamento de Carga de Rede (NLB) melhora a disponibilidade e a adaptabilidade de aplicativos de servidor da internet, como aqueles utilizados na web, FTP, Firewall, Proxy VPN e outros servidores de missão crítica.

Clusters

Módulos de funcionalidade do cluster (NLB)

Os clusters operam no modo multicast ou no modo unicast (default). Neste modo o cluster NLB ou network load balancing restabelece automaticamente os Endereços de MAC para cada membro do cluster.Ao usar o modo multicast, o cluster network load balancing atribui dois endereços de multidifusão a cada adaptador do cluster. Este modo se utilizado com roteadores cisco o protocolo de resolução do endereço (ARP) envia por um host do cluster onde é será rejeitado por esses roteadores.Já no modo multicast os servidores clusters que operam com roteadores cisco terá que configurar manualmente os roteadores com as entradas (ARP) mapeando o seu Endereço IP do cluster para o Endereço MAC.

Afinidade e nenhuma afinidadeOs clusters que atuam com o modo afinidade refere-se ao equilíbrio do carregamento baseado no endereço do IP de origem da conexão que chega ou seja ele redireciona automaticamente todas as solicitações do mesmo membro do cluster .No caso de não existir a afinidade referente ao equilíbrio do carregador baseado no endereço IP que chega a seu número de portas.

Tipos de afinidadeNo caso da afinidade de classe c: assegura que os clientes, que usam diversos servidores Proxy para se comunicar com um membro cluster. No modo de não afinidade é muito útil ao suportar as camadas das redes que usam a conversão do endereço da rede (NAT) que apresenta apenas um endereço IP para cada cluster.

Porem se usar o cluster NLB fornecer as conexões VNP que usam as l2tp /IPS SEC ou PPTP, terá de configurar seu cluster para o modo de uma afinidade para garantir que as solicitações do cliente sejam sempre redirecionadas para o mesmo host.O modo afinidade deve ser usado para qualquer aplicação que use as sessões que permanecerem em diversas conexões IP para assegurar que toda sessão seja mapeada para o mesmo servidor.

Instalação e Configuração Do Cluster NLB1- Comece inicializando o programa network load balancing manager. Vá para o

menu (start) selecione a opção administrative tools ( ferramentas administrativa )opção network load balancing manager

2- Abrirá o (NLB manager mmc do gerenciamento NLB) para criar um novo cluster, clique com o butão direito do mouse em (NLB clusters) clusters de Equilíbrio do carregamento de rede no painel da esquerda selecione a opção (new cluster)

3- Isso abrirá uma caixa de dialogo cluster paramenters. Digite o endereço IP do cluster e a mascara de sub-rede, o nome do DNS do cluster e indique qual o modo a ser usado (multicast ou unicast) se escolher o modo multicast você deve ativar o (igmp ou multidifusão igmp) quando fizer isso o programa enviará uma mensagem de aviso. Opções: 1-ok depois next

4- Aqui, poderá determinar se deseja usar mais de um endereço IP para o cluster. Obs.: só use o endereço IP se for requerido caso não seja vá para opção next

5- Na terceira caixa de dialogo permitirá definir as regras das portas para o cluster e o modo de afinidade para cada regra (por default) todos os membros do cluster lidam com todas as portas TCP/UDP no modo Snigle Afinity para modificar essa regra. Use a opção (EDIT) par a adicionar regras depois vá para opção (ADD) adicionar e clique em next

6- Agora você poderá adicionar membros do Cluster. Digite o nome DNS do membro é clique em (conecte) par que programa localize o servidor par a adicionar-lo a lista de servidores obs. repita a mesma ação para cada membro do cluster. Clique em next

7- Na etapa final desta configuração para cada membro precisa atribuir o comando chamado de priority number (número da prioridade)obs.: estes limites são de 1 ate 32Deve ser incluindo o endereço IPs, a mascara da sub-rede é o default state (estado de default) o (stanted) opção fish fechar.

8- Quando completar o processo o serviço NLB executara uma convergência par a colocar todos os membros do cluster on-line.

Outros Tipos De Cluster

 Cluster Beowulf: o cluster Beowulf tem uma grande capacidadede processamento e possui o código-fonte livre, que além de sergratuito, permite que o recurso seja melhorado para umafinalidade específica.

Cluster para Alta Disponibilidade: são clusters utilizados parabase de dados de missões críticas, correio, servidores dearquivos e aplicações pois seus sistemas conseguempermanecer ativos por um longo período de tempo e em plenacondição e conseguem detectar erros protegendo-se depossíveis falhas.

Combinação HA & Load Balancing: Combina as características dos dois tipos de cluster, aumentando assim a disponibilidade e escalabilidade de serviços e recursos

Este tipo de configuração de cluster é bastante utilizado em servidores de web, e-mail, news ou FTP.

Processamento Distribuído ou Processamento Paralelo: este modelo de cluster aumenta a disponibilidade e performance para as aplicações, particularmente as grandes tarefas computacionais. Uma grande tarefa computacional pode ser dividida em pequenas tarefas que são distribuídas ao redor das estações (nodos), como se fosse um supercomputador massivamente paralelo. É comum associar este tipo de cluster ao projeto Beowulf da NASA. Estes clusters são usados para computação cientifica ou análises financeiras, tarefas típicas para exigência de alto poder de processamento.

(HPC) Compute High Performance Computing: ele funciona permitindo que ocorra uma grande carga de processamento com um volume alto de gigaflops em computadores comuns e utilizando sistema operacional gratuito, o que diminui seu custo.

Servidor Cluster Microsoft (MSCS): (MSCS) é um software desenhado para permitir

que servidores para trabalhar em conjunto como um cluster de computadores , para

fornecer failover e maior disponibilidade de aplicações, ou paralelo de capacidade de

cálculo em caso de computação de alto desempenho (HPC) clusters (como

em supercomputação ).

Microsoft tem três tecnologias de cluster: Microsoft Cluster Service (MSCS), Component

Load Balancing (CLB) (parte do Application Center 2000), e serviços de Network Load

Balancing (NLB). No Windows Server 2008 e Windows Server 2008 R2 o serviço MSCS

foi renomeado para Windows Clustering Failover do Servidor e do Component Load

Balancing recurso (CLB) foi preterido.

Cluster de failover

Os clusters de failover são usados para fornecer alta disponibilidade para serviços e aplicativos nos servidores.

No Windows 2000 e Windows 2003 a funcionalidade de cluster é conhecida como Cluster Service, já no Windows 2008 e Windows 2008 R2, o serviço mudou de nome para Cluster de Failover. A partir do Windows Server 2008, este serviço teve mudanças e novidades, algumas das diferenças entre as versões do cluster foram:A simplificação do serviço, com o intuito de tornar-lo mais seguro e aumentar sua estabilidade, o que pode resultar em maior disponibilidade. Também à instalação e o gerenciamento do cluster que estão mais fáceis e o aperfeiçoamentos na interação de interfaces com pastas compartilhadas que é mais simples, e com menor probabilidade de erros.

Além das novas funcionalidades fornecidas, como o novo recurso de validação, que pode ser executado teste para verificar se a configuração do sistema, do armazenamento e da rede está apropriada para um cluster. Esses testes podem ser:

Testes de configuração do sistema. Esses testes analisam se os servidores selecionados atendem a requisitos específicos, por exemplo, o requisito de que os servidores devem executar a mesma versão do sistema operacional e atualizações de software.

Testes de rede. Esses testes analisam se as redes de cluster planejadas atendem a requisitos específicos, por exemplo, requisitos para redundância de rede.

Testes de armazenamento. Esses testes analisam se o armazenamento atende a requisitos específicos, por exemplo, se o armazenamento dá o devido suporte aos comandos SCSI necessários e trata ações de cluster simuladas corretamente.

E o suporte para discos GGT (tabela de partição GUID) no armazenamento de cluster. Os discos GGT podem ter partições maiores que dois terabytes e redundância interna na forma como as informações da partição são armazenadas, ao contrário de discos MBR (registro mestre de inicialização).

Na Instalação há a preparação do hardware e do sistema operacional, onde se utilize qualquer hardware que esteja certificado para Windows 2008, por causa da compatibilidade do cluster ao instalar, é instalado o último Service Pack disponível, Roda-se o Windows Update instale-se todas as atualizações e é Colocado o servidor no domínio. Há também preparação dos componentes de rede e das placas de rede.

Para configurar o cluster, agora só precisa de apenas dois computadores em um domínio Active Directory ligados em rede, com duas placas de rede em cada servidor, além da necessidade de configurar o recurso chamado Quorum, que mantém os dados na forma de logs com detalhes de todas as alterações que foram aplicadas ao cluster, caso venha à necessidade de recuperação do serviço, configurar os papeis de cada rede no cluster e criar o compartilhamento para o File Share Witness.

Para implantar o recurso de cluster no sistema, Examine-se cuidadosamente o hardware em que se planeja implementado um cluster de failover para garantir seu bom funcionamento, isso é especialmente necessário se estiver usando esse hardware no momento para um cluster de servidores que execute o Windows Server 2003. O hardware que dá suporte a um cluster de servidores que execute o Windows Server 2003 não dá suporte necessariamente a um cluster de failover que execute o Windows Server 2008.

A Microsoft fornece suporte para uma solução de cluster de failover somente quando todos os componentes de hardware estiverem marcados como "Certificado para Windows Server 2008". Além disso, a configuração completa (servidores, rede e armazenamento) deve passar em todos os testes do Assistente para Validar a Configuração, incluído no snap-in Gerenciamento de Cluster de Failover.

Clusters do servidor com diversos nós

Os clusters podem ser usados para uma infinidade de aplicações. Basicamente, para qualquer uma que exija processamento pesado. Como exemplo de aplicações, temos previsão metereológica, simulações geotérmicas, renderizações de efeitos especiais (muito usado em filmes), simulações financeiras (utilizados em sistemas de bancos que não podem parar e devido à alta utilização para consultas e transações). Assim, o cluster deve contar com no-breaks ou geradores que garantam o funcionamento do sistema nos casos de queda de energia, alem de meios de manutenção e detecção de falhas eficientes, como já citados.Os clusters de servidor podem ser definidos de acordo com um dos três diferentes tipos de configuração de modelo de cluster:

Clusters de servidor de nó único podem ser configurados com ou sem dispositivos externos de armazenamento de cluster. Neste tipo de cluster, o disco é configurado como um dispositivo de armazenamento de cluster.

Clusters de servidor de dispositivo de quorum único possuem dois ou mais nós e são configurados de forma que cada nó e conectado a um ou mais dispositivos de armazenamento de cluster. Os dados de configuração do cluster são armazenados em um dispositivo de armazenamento de nó único.

Clusters de servidor de conjunto de nós principais possuem dois ou mais nós que podem ou não estar conectados a um ou mais dispositivos de armazenamento de cluster. Os dados de configuração do cluster são armazenados em vários discos em todo o cluster e o serviço Cluster assegura que a coerência desses dados seja mantida nos diversos discos.

E recomendável compreender as vantagens e as limitações dos diferentes modelos de cluster antes de configurar o cluster servidor. Por exemplo, um cluster de conjunto de nós principais pode suportar menos falhas de nós simultâneas do que um cluster de dispositivos de quorum equivalente.

Requisitos de hardware:

O hardware de cluster deve estar dentro da HCL (Hard Compatibility List- Lista de compatibilidade de hardware).

Dois controladores de domínio em massa, onde o sistema O.S deve estar instalado em um dos controladores, um controlador de armazenamento PCI (Interconexão de componentes periféricos) separados para os discos compartilhados.

Dois NIC, em cada nó para que as informações fluam entre os nos, e também possam se recuperar de falhas.

Cabos de armazenamento para conectar o dispositivo de armazenamento compartilhado em todos os computadores.

Todos os hardwares precisariam ser idênticos, slot a slot, placa a placa, para todos os nós. Tornando a configuração mais rápida, melhorando o desempenho e eliminando os problemas de compatibilidade.